Los autores defienden la importancia del trabajo, recordando que la inhalación continuada de dióxido de carbono reduce la capacidad para transportar oxígeno de la sangre y hace que las células no puedan utilizar el oxígeno que les llega, dando lugar a una privación de oxígeno que afecta principalmente al cerebro y al corazón y ocasiona intoxicaciones graves, o incluso la muerte.

Por ello, explica la UPM en una nota, es «tan importante» contar con un sistema «precoz» de detección de la presencia de este gas en el aire, que ayude a las personas en riesgo, o incluso a los servicios de emergencia, a percibir la presencia de este gas antes de que produzca efectos perjudiciales en la salud.

Partiendo de esa premisa, un equipo de investigadores del Centro de Automática y Robótica de la UPM ha desarrollado una nariz artificial capaz de detectar diferentes gases, entre ellos el dióxido de carbono, cuando llegan a niveles críticos.

Captura en tiempo real

Este dispositivo se basa en el análisis de dinámica de fluidos computacional y utiliza una nariz artificial modular, inspirada en el proceso de inhalación y exhalación, equipada con un sistema de captura de aire estratégicamente que trabaja en tiempo real.

Esto se logra a través de un sistema distribuido de absorción de aire y canalizando el aire de manera concentrada hacia un sensor interno para su análisis.

Añaden los investigadores que el sistema implementado ha tenido una fase de diseño previa que analiza el comportamiento de las partículas a su alrededor a través de un análisis de dinámica de fluidos computacional para mejorar y «maximizar la calidad de las muestras adquiridas de un área determinada», consiguiendo datos que se han utilizado para crear mapas de concentración del dióxido de carbono en el entorno.

Finalmente, la nariz se ha integrado en el sistema operativo de un robot cuadrúpedo para maximizar la cobertura ambiental, aprovechando sus capacidades de locomoción en terrenos no estructurados.

Los resultados obtenidos por el dispositivo, que han sido recientemente publicados en la revista Machine, «son alentadores» porque el sistema de aspiración ha mostrado «una mejora sustancial» en la concentración de medición, produciendo lecturas más confiables al aumentar las partes por millón de dióxido de carbono en un promedio del 61 %, en lugar de realizar mediciones únicamente con el sensor expuesto al entorno.

24 junio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han descubierto que las bacterias vibran y que a partir de su frecuencia de resonancia se podría detectar e identificar las características y tipo de cualquier microorganismo.

Los científicos han logrado medir por primera vez la frecuencia de resonancia de una sola bacteria mediante dispositivos optomecánicos (que miden luz y movimiento), observando que vibran cientos de millones de veces por segundo.

Por primera vez se ha medido la frecuencia de resonancia de una sola bacteria mediante dispositivos optomecánicos, observando que vibran cientos de millones de veces por segundo.

La frecuencia de resonancia del microorganismo aporta valiosa información sobre sus características, de modo que permite diferenciarlo. Este hallazgo, publicado en la revista Nature Nanotechnology, abre la puerta a lograr futuros dispositivos que puedan detectar, de forma universal, a gran escala y con alta sensibilidad, la presencia de cualquier virus o bacteria en una muestra.

Hasta ahora, los test de detección, como los que se emplean con el coronavirus que causa la COVID-19, se basan en las características genéticas de cada microorganismo, por lo que solo son capaces de hallar los virus o bacterias para los que han sido diseñados.

Dispositivos universales

Pero con la nueva tecnología, basada en las propiedades biofísicas de los microorganismos, los dispositivos serían universales y podrían localizar cualquier tipo de virus o bacteria a partir de la medición de la frecuencia de resonancia a la que vibran, que revela información sobre su forma, tamaño o rigidez, que son como las señas de identidad da cada microorganismo.

La frecuencia de resonancia del microorganismo aporta valiosa información sobre sus características y señas de identidad

 “La pandemia de SARS-CoV-2 ha ocasionado que se hable mucho de las pruebas para detectar los virus, como los tests rápidos y las PCR”, indica el investigador del CSIC Javier Tamayo de Miguel, del Instituto de Micro y Nanotecnología, que ha coliderado el estudio junto a Eduardo Gil.

 “Todas estas pruebas tienen en común que van dirigidas a especies concretas; cada test es capaz de detectar solo el virus o los virus para los que está diseñado –añade–. El idóneo tendría que ser universal, capaz de detectar e identificar cualquier virus presente en una muestra”.

La alternativa a los métodos genéticos son los métodos biofísicos. Esto quiere decir que, si se pudieran medir las propiedades físicas de partículas virales o bacterias de una muestra, se podría identificarlas, porque cada especie viral tiene unas propiedades características.

Propiedades físicas de virus y bacterias pueden ser la forma, la masa, el tamaño o la rigidez (grado de deformabilidad de las partículas). Toda esta información se refleja en el modo en que una de estas partículas biológicas vibra a su frecuencia de resonancia.

Un doble hito

“Por primera vez hemos medido la frecuencia de resonancia de una sola bacteria”, destaca al investigador, “y este descubrimiento supone un doble hito: descubrir que las bacterias vibran a frecuencias características y cada cuanto lo hacen, y por otro lado, hacerlo al nivel de una sola partícula”, detalla Tamayo.

Se abre la puerta a futuros dispositivos que puedan detectar, de forma universal, a gran escala y con alta sensibilidad, la presencia de cualquier virus o bacteria en una muestra.

Eduardo Gil ofrece más datos: “Para hacerlo, hemos usado nanodipositivos optomecánicos que han recibido mucho interés científico por su capacidad para medir desplazamientos inferiores al tamaño de un átomo. Esta precisión se consigue gracias a la capacidad de estos dispostivos de almacenar la luz y acoplar los fotones a sus modos mecánicos (fonones)”.

Proyecto VIRUSCAN

Desde hace tres años, el equipo de Tamayo colabora con en el Hospital La Paz y el Hospital Doce de Octubre, de Madrid, y con varios grupos de Francia, Holanda, Alemania y Grecia, expertos en diferentes aspectos tecnológicos en el proyecto europeo VIRUSCAN.

El objetivo de VIRUSCAN es construir un detector universal de virus y bacterias basados en esta tecnología. Este es el primer paso en una tecnología que necesitará años de desarrollo. El primer prototipo debería estar listo a finales del próximo año, y aunque será una tecnología embrionaria, se espera que se pueda aplicar en hospitales en un futuro.

abril 19/2020 (SINC)

Referencia Bibliográfica:

Tamayo, Javier; Gil-Santos, Eduardo, et al. “Optomechanical detection of vibration modes of a single bacterium”. Nature Nanotechnology, 2020. DOI: 10.1038/s41565-020-0672

Mediante este sensor, provisto de un chip, los usuarios podrán conocer al instante la presencia de virus relacionados con la enfermedad de la gripe con tan solo colocar en el aparato una muestra de mucosa, según informó el diario económico Nikkei.

Con esta tecnología, que modifica su voltaje al entrar en contacto con los virus, se requieren tan solo 10 minutos para detectar la enfermedad, al ser capaz de individualizar hasta 15 cepas diferentes de la gripe con una muestra de 0,025 mililitros de líquido nasal (aproximadamente la cantidad de una gota).

El equipo de científicos, liderado por el profesor Tetsuya Osaka de la universidad tokiota, considera que esta tecnología ayudará a reducir sensiblemente el tiempo que se tarda en diagnosticar la enfermedad y por lo tanto a mitigar la posibilidad de propagación.

Los investigadores esperan poder comercializar estos sensores tanto para centros médicos como para particulares en un periodo aproximado de entre tres y cinco años, al tiempo que calculan que su precio podría rondar los 50 yenes (apenas 40 céntimos de euro).

Para ello, confían en poder fabricarlo en masa gracias a la colaboración de fabricantes de equipamiento sanitario y expertos médicos, añadió Nikkei.

Tradicionalmente los doctores diagnostican la gripe a sus pacientes a través de una consulta en la que valoran la presencia de fiebre alta, congestión nasal, dolores de cabeza o cansancio físico.

Además, en algunos casos concretos, también se realizan pruebas clínicas en las que se llevan a cabo análisis de sangre o cultivos de muestra faríngea para confirmar el diagnóstico.
junio 20/2013 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Hideshima S, Hinou H, Ebihara D, Sato R, Kuroiwa S, Nakanishi T, Nishimura S, Osaka T. Attomolar detection of influenza a virus hemagglutinin human h1 and avian h5 using glycan-blotted field effect transistor biosensor. Anal Chem. 2013 Jun 18;85(12):5641-4. doi: 10.1021/ac401085c

«Este pequeño aparato puede analizar la concentración de algunas sustancias presentes en nuestra sangre para determinar nuestro estado de salud. Puede detectar hasta cinco proteínas y ácidos orgánicos de forma simultánea y enviar los resultados directamente al doctor», indica un comunicado de prensa de la EPFL.

La EPFL señaló que gracias a este nuevo sistema se podrán realizar controles sanguíneos de forma mucho más rápida y sencilla que con los análisis tradicionales.

«Este pequeño laboratorio personal y portátil será especialmente útil para controlar a los pacientes, especialmente aquellos con enfermedades crónicas o aquellos que se están sometiendo a quimioterapia», señala la nota.

Este aparato, que aún se encuentra en una fase experimental y podría comercializarse en unos cuatro años, ha sido desarrollado por los científicos Giovanni de Micheli y Sandro Carrara.

«El implante tiene un volumen de tan sólo unos pocos milímetros cúbicos e incluye cinco sensores, un transmisor de radio y un poderoso sistema de envío de mensajes. Fuera del cuerpo, un parche, que incluye una batería que proporciona 0,10 vatios de energía al implante, almacena la información», agrega la nota.

La información almacenada en el parche es transmitida vía Bluetooth a un teléfono móvil, que definitivamente manda los resultados de las analíticas al médico.

«Una de las ventajas de este nuevo aparato es que la batería se encuentra en el parche exterior lo que evita realizar una nueva operación cada vez que ésta se agote», indicó la EPFL.

Sin embargo, la escuela politécnica añadió que durante el desarrollo de este prototipo tuvieron que superar una serie de dificultades como el tiempo de vida de las enzimas que recubren la superficie de los sensores colocados en el implante y que detectan las sustancias presentes en nuestro cuerpo.

«Las enzimas tienen una vida muy corta y teníamos que diseñarlas de forma que durasen el máximo tiempo posible. Hemos conseguido que estén en funcionamiento durante un mes y medio, tiempo que es suficiente para muchas aplicaciones. Además, el implante, al ser muy pequeño, es fácil de quitar y reemplazar», afirmó De Micheli.

En los pacientes con quimioterapia este aparato podría ser muy útil porque los oncólogos usan con frecuencia test sanguíneos para evaluar la tolerancia de sus pacientes a determinadas dosis de tratamiento, según la EPFL.

«Este nuevo sistema permitirá una monitorización directa y continúa de la tolerancia de los pacientes a las dosis, evitando exámenes sanguíneos semanales o que se establezcan las cantidades de medicamentos a tomar de forma generalizada en función de la edad o el peso», dijo De Micheli.

Por otro lado, en otro tipo de enfermedades crónicas el doctor podría recibir alertas del estado del paciente y anticipar la necesidad de un medicamento determinado.

«En un sentido general, nuestro sistema tiene un enorme potencial en casos donde la evolución patológica necesita ser monitorizada o donde la tolerancia a un tratamiento debe ser testada», sentenció el científico.
marzo 19/2013 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Carrara S, Ghoreishizadeh S, Olivo J, Taurino I, Baj-Rossi C, De Micheli G. Fully integrated biochip platforms for advanced healthcare. Sensors (Basel).(doi: 10.3390/s120811013.) 2012;12(8):11013-60.2012 Ago 8.

La nueva técnica, basada en nanopartículas, también pueden ser utilizada para la detección de otros microbios que se esconden en el tejido humano y son capaces de reprogramar las células para evadir con éxito el sistema inmunológico; estos microbios vuelven a aparecer años más tarde, y pueden causar problemas de salud graves. A pesar de que existen métodos para encontrar estos microbios ocultos, éstos requieren mucho tiempo y, a menudo, retrasan el tratamiento durante semanas, o incluso meses. Los hallazgos han sido publicados en la revista PLoS ONE (doi:10.1371/journal.pone.0035326).

Los profesores de la UCF, J. Manuel Pérez y Saleh Naser, han desarrollado, junto a su equipo, un método que utiliza nanopartículas recubiertas con marcadores de ADN, específicos para los patógenos. La técnica es eficaz y más precisa que los métodos actuales y, más importante aún, tarda horas, en lugar de semanas o meses, en ofrecer resultados, lo que podría ofrecer a los médicos una herramienta más rápida para ayudar a los pacientes.

«Nuestra nueva técnica supera los actuales métodos moleculares y microbiológicos», afirma Naser, quien añade que, «sin comprometer la especificidad o sensibilidad, el nano-método produce resultados confiables y precisos en cuestión de horas».

El equipo creó nanosensores de relajación magnética hibridizantes (hMRS, por su siglas en inglés) que pueden detectar cantidades minúsculas de ADN de los patógenos que se esconden dentro de las células de un paciente. Los hMRS se componen de una nanopartícula de óxido de hierro recubierta de polímero, y se modifican químicamente para unirse específicamente a un marcador de ADN -único para un patógeno en particular.

Cuando los hMRS se unen al ADN del patógeno, se detecta una señal de resonancia magnética, que es amplificada por las moléculas de agua que rodean la nanopartícula. A continuación, el investigador puede leer el cambio de la firma magnética en una pantalla de ordenador o dispositivo electrónico portátil, y determinar si la muestra está infectada con un patógeno en particular.

Para este estudio, los investigadores utilizaron la Mycobacterium avium, subespecie paratuberculosis (MAP) -un patógeno que causa de la enfermedad de Johne en el ganado vacuno, y la enfermedad de Crohn en humanos- para poner a prueba su técnica.

El año pasado, Pérez y su equipo descubrieron, inesperadamente, la propiedad de unión al ADN de los nanosensores magnéticos y, ahora, han demostrado que ésta puede ser la base de una prueba rápida para detectar bacterias y virus difíciles de medir, en las muestras de los pacientes.
abril 12/2012 (Jano)

Kaittanis C, Boukhriss H, Santra S, Naser SA, Perez JM.  Rapid and Sensitive Detection of an Intracellular Pathogen in Human Peripheral Leukocytes with Hybridizing Magnetic Relaxation Nanosensors. PLoS ONE 7(4): e35326. (2012)

Científicos han desarrollado sensores para detectar personas atrapadas en estructuras colapsadas, tras terremotos u otras catástrofes naturales, mediante las moléculas producidas por la respiración, el sudor y la piel, según un estudio publicado por la revista científica Journal of Breath Research (doi:10.1088/1752-7155/5/4/046006).

El estudio, realizado conjuntamente por investigadores de la Universidad de Loughborough (Inglaterra), de Atenas, Dortmund (Alemania) y Babes-Bolyai (Rumania), examinó los canales de aire generados en edificaciones derruidas para crear un perfil preliminar de moléculas que podrían indicar la presencia de víctimas.

Los científicos recrearon las condiciones de un edificio de hormigón con cristales colapsado y experimentaron con ocho participantes que ejercían de víctimas durante turnos de seis horas y por un tiempo de cinco días.

Como resultado, los sensores revelaron rápidamente la presencia de dióxido de carbono y amoníaco en los canales de aire formados entre los escombros, y subrayaron su efectividad como potenciales indicadores.

Además, los investigadores hallaron un amplio número de otros componentes orgánicos volátiles como acetona e isopreno.

Según los resultados, cuando los participantes estaban dormidos se registró un descenso en los niveles de amoníaco, algo para lo cual los científicos no han encontrado explicación, y un incremento de los niveles de acetona cuando la ausencia de comida crecía.

Hasta ahora, se sabía que las víctimas atrapadas desprenden metabolitos volátiles a través de los fluidos y respiración corporales, a consecuencia de los mecanismos de alerta del organismo humano.

Sin embargo, estas moléculas liberadas a menudo mostraban complicadas interacciones con los materiales de los que está conformado la edificación, que cambiaban a su vez con las condiciones ambientales de humedad, calor o vientos presentes, lo que dificultaba sumamente el proceso de detección.

Con esta recreación ambiental completa, que simula un colapso real y la utilización de participantes humanos en el experimento, se buscaba un entendimiento integral y más exhaustivo de los procesos que ocurren en estos lugares para el diseño de dispositivos portátiles más precisos.

El profesor Paul Thomas, de la Universidad de Loughborough y uno de los coautores del estudio, destacó que “el desarrollo de aparatos de detección de personas atrapadas basado en metabolitos de respiración, sudor y piel contiene varias ventajas sobre las técnicas habituales”.

“Puede utilizarse en el lugar de los hechos sin apoyo de laboratorio. Y puede buscar signos de vida por periodos más prolongados e instalarse en mayor número, frente a un pequeño grupo de perros de rescate en riesgo por ellos y por sus cuidadores”, agregó.

Los investigadores han señalado que el estudio, “el primero de su clase”, puede ser utilizado para preparar la respuesta a futuros desastres similares a los vistos recientemente en Japón o Nueva Zelanda.
Septiembre 12/2011 Washington, (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

R Huo, A Agapiou, V Bocos-Bintintan, L J Brown, C Burns.The trapped human experiment . Publicado en Journal of Breath Research Volume 5 Number 4.Septiembre  12/2011

El estudio, realizado conjuntamente por investigadores de la Universidad de Loughborough (Inglaterra), de Atenas, Dortmund (Alemania) y Babes-Bolyai (Rumania), examinó los canales de aire generados en edificaciones derruidas para crear un perfil preliminar de moléculas que podrían indicar la presencia de víctimas.

Los científicos recrearon las condiciones de un edificio de hormigón con cristales colapsado y experimentaron con ocho participantes que ejercían de víctimas durante turnos de seis horas y por un tiempo de cinco días.

Como resultado, los sensores revelaron rápidamente la presencia de dióxido de carbono y amoníaco en los canales de aire formados entre los escombros, y subrayaron su efectividad como potenciales indicadores.

Además, los investigadores hallaron un amplio número de otros componentes orgánicos volátiles como acetona e isopreno.

Según los resultados, cuando los participantes estaban dormidos se registró un descenso en los niveles de amoníaco, algo para lo cual los científicos no han encontrado explicación, y un incremento de los niveles de acetona cuando la ausencia de comida crecía.

Hasta ahora, se sabía que las víctimas atrapadas desprenden metabolitos volátiles a través de los fluidos y respiración corporales, a consecuencia de los mecanismos de alerta del organismo humano.

Sin embargo, estas moléculas liberadas a menudo mostraban complicadas interacciones con los materiales de los que está conformado la edificación, que cambiaban a su vez con las condiciones ambientales de humedad, calor o vientos presentes, lo que dificultaba sumamente el proceso de detección.

Con esta recreación ambiental completa, que simula un colapso real y la utilización de participantes humanos en el experimento, se buscaba un entendimiento integral y más exhaustivo de los procesos que ocurren en estos lugares para el diseño de dispositivos portátiles más precisos.

El profesor Paul Thomas, de la Universidad de Loughborough y uno de los coautores del estudio, destacó que «el desarrollo de aparatos de detección de personas atrapadas basado en metabolitos de respiración, sudor y piel contiene varias ventajas sobre las técnicas habituales».

«Puede utilizarse en el lugar de los hechos sin apoyo de laboratorio. Y puede buscar signos de vida por periodos más prolongados e instalarse en mayor número, frente a un pequeño grupo de perros de rescate en riesgo por ellos y por sus cuidadores», agregó.

Los investigadores han señalado que el estudio, «el primero de su clase», puede ser utilizado para preparar la respuesta a futuros desastres similares a los vistos recientemente en Japón o Nueva Zelanda.
Septiembre 12/2011 Washington, (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

R Huo, A Agapiou, V Bocos-Bintintan, L J Brown, C Burns.The trapped human experiment . Publicado en Journal of Breath Research Volume 5 Number 4.Septiembre  12/2011